JP2016086223A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】疑似中間調処理に際し、エッジ部のジャギーを簡易な構成により改善する。【解決手段】入力される画像データに擬似中間調処理を施す第一階調処理部１０７と、画像データのエッジ部を検出するエッジ検出部２０２と、エッジ補正量を算出し、画像データをエッジ補正量に基づいて補正画像データに変換する補正値算出部４０１と、補正画像データにエッジ処理用の擬似中間調処理を施す第二階調処理部４０２と、を備え、エッジ検出部２０２での検出結果に基づいて、非エッジ部には第一階調処理部１０７での処理結果を、エッジ部には第二階調処理部４０２での処理結果を適用する。【選択図】図５

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像形成装置に関する。

画像処理装置にて疑似中間調処理を施した画像データをプリンタなどの画像形成装置から出力した際に、画像のエッジ部にジャギー（階段状のギザギザ）が発生することが知られている。このエッジ部に生じるジャギーを改善するための技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、第１の画像データ、前記第１の画像データに対して擬似中間調処理が施された第２の画像データ、及び前記第１の画像データに含まれる各画素の属性を表す属性データに基づいて、前記第２の画像データにおけるジャギーを改善する画像処理装置であって、前記属性データに基づいて、スムージング処理を行うか否かを示す判定信号を出力する判定手段と、前記判定信号に応じたスムージング処理を行って、前記第１の画像データからエッジ補正データを生成するエッジ補正生成手段と、前記第２の画像データの画素信号と、前記エッジ補正生成手段から出力された前記エッジ補正データの画素信号と、を比較して、より濃度の高い画素信号を出力する選択手段と、を備える画像処理装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１の技術のように、エッジ補正生成手段から出力されたエッジ補正データと画像データの画素信号とを比較して、より濃度の高い画素信号を出力する方法では、第二画像データの画素信号と、エッジ補正データの画素信号とを比較する構成が必要となる。

また、濃度の高い画素信号が選択された結果、エッジ部の画素信号にムラがあると、プリンタなどの画像形成装置で出力した際に、網点のつぶれなどにより実際のデータより印刷物の色が濃く見える現象（ドットゲイン）が発生し、エッジ部のジャギーが十分に改善せずスムーズさに欠けるという問題があった。

そこで本発明は、疑似中間調処理に際し、ドットゲインの影響を受けずにエッジ部のジャギーを簡易な構成により改善することができる画像処理装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る画像処理装置は、入力される画像データに擬似中間調処理を施す第一階調処理部と、前記画像データのエッジ部を検出するエッジ検出部と、エッジ補正量を算出し、前記画像データを前記エッジ補正量に基づいて補正画像データに変換する補正値算出部と、前記補正画像データにエッジ処理用の擬似中間調処理を施す第二階調処理部と、を備え、前記エッジ検出部での検出結果に基づいて、非エッジ部には前記第一階調処理部での処理結果を、エッジ部には前記第二階調処理部での処理結果を適用するものである。

本発明によれば、疑似中間調処理に際し、エッジ部のジャギーを簡易な構成により改善することができる。

画像処理装置の構成を示すブロック図である。 エッジ処理部の構成を示すブロック図である。 エッジ処理部のＬＵＴ変換部の構成を示すブロック図である。 エッジ検出処理における注目画素と周辺画素を説明する図である。 エッジ処理部のエッジ補正部の構成を示すブロック図である。 エッジ補正を施さない場合と、従来のエッジ補正を施した場合と、本実施形態に係る画像処理装置でのエッジ補正を施した場合との比較結果を示す模式図である。 画像処理装置が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る構成を図１から図７に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

本実施形態に係る画像処理装置（画像処理装置１０１）は、入力される画像データ（第一画像データ）に擬似中間調処理を施す第一階調処理部（第一階調処理部１０７）と、画像データのエッジ部を検出するエッジ検出部（エッジ検出部２０２）と、エッジ補正量を算出し、画像データをエッジ補正量に基づいて補正画像データに変換する補正値算出部（補正値算出部４０１）と、補正画像データにエッジ処理用の擬似中間調処理を施す第二階調処理部（第二階調処理部４０２）と、を備え、エッジ検出部での検出結果に基づいて、非エッジ部には第一階調処理部での処理結果を、エッジ部には第二階調処理部での処理結果を適用するものである。また、エッジ検出部および補正値算出部へ入力される画像データについて、該画像データに該画像データの属性情報に応じたＬＵＴ変換処理を施して、該ＬＵＴ変換処理後の画像データ（第二画像データ）をエッジ検出部および補正値算出部へ出力するＬＵＴ変換部（ＬＵＴ変換部２０１）を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

図１は、画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１を参照して、画像処理装置１０１の概略について説明する。画像処理装置１０１には、ＤＦＥ（デジタルフロントエンド）サーバなどから色変換後の画像データ（第一画像データともいう）と属性情報が入力される。そして、画像データはＣＭＹＫ版のデータに対し、画像処理部１０２〜１０５にて、それぞれ独立して処理され、作像部１０９へ出力される。作像部１０９はインクジェット記録装置や電子写真記録装置などの画像出力部である。本実施形態に係る画像処理装置１０１は、画像処理部１０２〜１０５を備えている。また、画像処理装置１０１が、さらに作像部１０９を備えることにより画像形成装置が構成される。

以下、画像処理部１０２を例に説明する。なお、各版の画像処理部１０２〜１０５の処理は、同処理であるが、パラメータについてはそれぞれ異ならせるようにしてもよい。

画像処理部１０２に入力された入力された８ｂｉｔの第一画像データは、先ず、ガンマ変換部１０６に入力されて階調特性を補正するγ補正（ガンマ変換）がなされる。

ガンマ変換部１０６にてγ補正がされた第一画像データは、第一階調処理部１０７に入力されて第一階調処理（第一疑似中間調処理）が実行される。第一階調処理部１０７では、擬似中間調処理（ディザ処理、誤差拡散処理など）によって階調を表現する階調処理がなされる。

第一階調処理部１０７にて階調処理されたデータ（階調処理画像データともいう）は、作像部１０９の出力階調に従い、例えば、１／２／４ｂｉｔデータなどに変換されるが、これに限られるものではない。

エッジ処理部１０８では、第一階調処理部１０７にて階調処理された階調処理画像データと、γ補正がされた第一画像データと、に基づいてエッジ処理が実行され、エッジ処理後の画像データ（エッジ処理後画像データともいう）は、作像部１０９へ転送される。

図２は、図１に示す画像処理装置１０１のエッジ処理部１０８の構成を示すブロック図である。図２に示すように、エッジ処理部１０８は、ＬＵＴ変換部２０１と、エッジ検出部２０２と、エッジ補正部２０３と、を備え、ガンマ変換部１０６にてγ補正がされた第一画像データと、属性情報と、第一階調処理部１０７にて階調処理された階調処理画像データと、が入力され、エッジ処理後画像データを出力する。

第一画像データに対しては、それぞれのオブジェクトの属性情報に応じた処理を実施するために、ＬＵＴ変換部２０１にて、ＬＵＴ変換処理がなされることが好ましい。尚、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）とは、輝度変換を行うための入出力対応テーブル（ＬＵＴ変換テーブルともいう）であって、入力輝度に対する出力輝度を予め作成しておき、ＬＵＴを参照することで輝度変換が行われる。

ＬＵＴ変換がされた画像データに対し、次いで、エッジ検出部２０２にて、エッジ検出処理がなされ、エッジと判定された画像データに対して「１」（エッジ検出結果）を出力する。エッジ補正部２０３には、エッジ検出部２０２からのエッジ検出結果、階調処理画像データ、ＬＵＴ変換がされた画像データ、および属性情報が入力され、エッジ補正処理がなされる。

図３は、図２に示すエッジ処理部１０８のＬＵＴ変換部２０１の構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＬＵＴ変換部２０１は、第一〜第四ＬＵＴ変換部３０１〜３０４と、第一出力選択部３０５と、を備え、属性情報および第一画像データが入力され、画像データ（第二画像データともいう）を出力する。

ＬＵＴ変換部２０１は、少なくとも画像処理装置１０１がサポートする階調処理パラメータ（スクリーン）数のＬＵＴ変換テーブルを保持しておくことが好ましい。例えば、６種類のスクリーンをサポートする場合は、６種類のＬＵＴ変換テーブルを保持するものである。

そして、印刷するモードに応じて、例えば、画像にはスクリーンＡ、グラフィック／文字にはスクリーンＢ、その他にはスクリーンＡを適用する場合に、各属性に用いられるスクリーンに対応するＬＵＴ変換テーブルを用い、第一〜第四ＬＵＴ変換部３０１〜３０４で画像データを変換する（ＬＵＴ変換処理）。

ＬＵＴ変換部２０１では、各属性オブジェクトに適用する第一階調処理に対し、最適なエッジ処理を実施するために、ＬＵＴ変換テーブルを用いて、画像データを変換する。その後、第一出力選択部３０５において、属性情報に応じたＬＵＴ変換結果である第二画像データを出力する。このように、属性情報に応じて、異なる階調処理パラメーター（スクリーン）を用いることで、スクリーンに応じた最適なエッジ補正を実施することが可能となる。

エッジ検出部２０２は、注目画素と、その周辺画素の画像データから、エッジ候補を決定する（エッジ検出処理）。図４にエッジ検出処理における注目画素と周辺画素の説明図を示す。周辺画素は、例えば、図４に示すように、１２００ｄｐｉでは５×５、６００ｄｐｉでは３×３の範囲を用いるなどとすることができる。

エッジ検出処理は、例えば、注目画素がｅｔｈ（０＜ｅｔｈ≦２５５）以上であり、かつ周辺画素が０（白地）以外の場合は、周辺画素中に注目画素よりもｄｔｈ（０＜ｄｔｈ≦２５５）以上差がある値の小さい画素をカウントし、その総和ｋを求め、また、周辺画素が０（白地）の場合は、注目画素がｅｔｈ（０＜ｅｔｈ≦２５５）以上であれば無条件でカウントし、総和ｋを求める。そして、総和ｋに基づいて、エッジ検出結果（「１」または「０」）を出力するものである。例えば、総和ｋが、ｎｔｈｌ個以上ｎｔｈｕ１以下（０＜ｎｔｈｌ≦ｎｔｈｕ１）あれば、エッジ候補として「１」を出力し、そうでなければ「０」を出力する。

図５は、図２に示すエッジ処理部１０８のエッジ補正部２０３の構成を示すブロック図である。図５に示すように、エッジ補正部２０３は、補正値算出部４０１と、第二階調処理部４０２と、第二出力選択部４０３と、を備え、エッジ検出部２０２からのエッジ検出結果、第一階調処理部１０７からの階調処理画像データ、ＬＵＴ変換部２０１からの第二画像データ、および属性情報が入力され、エッジ処理後画像データを出力する。

補正値算出部４０１は、ＬＵＴ変換部２０１にてＬＵＴ変換処理が施された第二画像データについて、補正量（エッジ補正量）を算出し、該補正量で補正後の第三画像データを出力する（補正値算出処理）。

補正値算出部４０１では、画像データから補正量を決定することができる。例えば、画像のベタ部、ベタ以外で補正量を変えることができる。また、画像の属性情報に応じて補正量を決定することもできる。例えば、属性情報がイメージの場合に補正量を下げ、文字やグラフィックデータの場合は補正量を上げるなどとすることができる。

例えば、補正値算出部４０１に入力される第二画像データをｓｉｍｇとし、出力する第三画像データをｔｉｍｇとすると、ｔｉｍｇへの変換曲線は、パラメータｂｅｔａ＿＊（０≦ｂｅｔａ＿＊≦２５５）、ｂｌｉｍ（０≦ｂｌｉｍ≦２５５）により決まる。またｓｉｍｇの値によって、補正量を変えられるようにしても良い。例えば、
ｓｉｍｇ＝２５５の場合は、次式（１）により、
ｔｉｍｇ＝ＭＩＮ［ｂｌｉｍ,（ｓｉｍｇ×ｂｅｔａ＿ａ）／２５５］ ・・・（１）
また、０≦ｓｉｍｇ＜２５５の場合は、次式（２）により求めることができる。
ｔｉｍｇ＝ＭＩＮ［ｂｌｉｍ,（ｓｉｍｇ×ｂｅｔａ＿ｂ）／２５５］ ・・・（２）
なお、ＭＩＮ［Ａ,Ｂ］は、ＡとＢの最小値を表す。さらに属性情報に応じても同様に、ｂｅｔａ＿＊の値を変えるようにしても良い。

第二階調処理部４０２には、補正値算出部４０１にて補正された第三画像データが入力され、第二階調処理が実施される。第二階調処理は、第一階調処理とは異なり、ジャギーを改善するエッジ処理用の階調処理（第二擬似中間調処理）である。

第二出力選択部４０３では、エッジ検出部２０２からのエッジ検出結果を用いて、非エッジと判定されている画素には第一階調処理結果を、エッジと判定されている画素には第二階調処理結果を出力する。これが、作像部１０９に転送されるエッジ処理後画像データとなる。

図６は、エッジ補正を施さない場合と、従来技術（特許文献１に記載の手法による）のエッジ補正を施した場合と、本実施形態に係る画像処理装置でのエッジ補正を施した場合（本技術）との比較結果を示す模式図である。

エッジ補正なしの場合は、第一階調処理結果が作像部１０９に渡され出力されることとなる。印刷後は文字の輪郭部がドットで打たれるため、ジャギーが発生する。

次に、従来のエッジ補正を施した場合は、第一階調処理結果と第二階調処理結果を比較し、濃度が高いほうを出力するため、エッジの濃度にムラができ、電子写真特有のドットゲインの影響からエッジのスムーズさに欠ける。

これに対し、本実施形態に係る画像処理装置でエッジ補正を施した場合は、エッジと検出された画素には第二階調処理を実施するため、エッジの濃度が均等になり、エッジのスムーズさを保つことができる。

図７は、本実施形態に係る画像処理装置が実行する画像処理を示すフローチャートである。

先ず、ＤＦＥサーバなどから色変換後の第一画像データが入力され、画像処理装置１０１の特性に合わせたガンマ変換（Ｓ１）が実行される。ガンマ変換後の第一画像データはＬＵＴ変換処理（Ｓ２）によって、第二画像データに変換された後、第二画像データにエッジ検出処理（Ｓ４）が実行される。また、ガンマ変換後の第一画像データは、第一階調処理（Ｓ３）が実行される。

また、第二画像データは、エッジ処理用の補正値算出処理（Ｓ５）によって第三画像データに変換され、第三画像データに第二階調処理（Ｓ６）が実行される。

点線で囲むＳ７〜Ｓ１０までの処理が第二出力選択部４０３で実行される出力選択処理となる。第二出力選択部４０３では、エッジ補正が実行されるかどうか判定し（Ｓ７）、エッジ補正が実行される場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）は、さらに注目画素がエッジかどうかを判定し（Ｓ８）、エッジと検出された画素に対しては（Ｓ８：Ｙｅｓ）、第二階調処理結果を出力する（Ｓ９）。一方、エッジ補正が実行されない場合（Ｓ７：Ｎｏ）および注目画素が非エッジである場合（Ｓ８：Ｎｏ）は、第一画像データを第一階調処理（Ｓ３）した結果を出力する（Ｓ１０）。

以上説明した本実施形態に係る画像処理装置では、擬似中間調処理によるジャギー改善に際し、入力される画像データからエッジを検出し、検出されたエッジ部に対しては、ジャギーを改善する擬似中間調処理を施し、非エッジ部には通常の擬似中間調処理を用いている。これにより、より濃度の高い画素信号を選択するような構成は必要なくなり、画像処理装置の構成を簡易にすることができる。また、エッジ部の濃度ムラがなくなるため、ドットゲインによるエッジ部のスムーズさに欠ける問題はなくなる。したがって、ドットゲインの影響を受けずにエッジ部のジャギーを改善することが可能となる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、本発明は、プリンタドライバの一機能として組み込むことが出来るほか、アプリケーションのプラグイン機能として、あるいは、アプリケーションとプリンタドライバの仲立ちをする単体のアプリケーションとしても実現することができる。これらのアプリケーションもしくはプラグインソフトは、記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカード等）を媒介に使用したり、ネットワークを通じて配布したりすることも可能である。

また、例えば、本発明は、前述した機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

１０１ 画像処理装置
１０２〜１０５ 画像処理部
１０６ ガンマ変換部
１０７ 第一階調処理部
１０８ エッジ処理部
１０９ 作像部
２０１ ＬＵＴ変換部
２０２ エッジ検出部
２０３ エッジ補正部
３０１〜３０４ 第一〜第四ＬＵＴ変換部
３０５ 第一出力選択部
４０１ 補正値算出部
４０２ 第二階調処理部
４０３ 第二出力選択部

特開２００６−２９５８７７号公報

Claims (8)

1. 入力される画像データに擬似中間調処理を施す第一階調処理部と、
   前記画像データのエッジ部を検出するエッジ検出部と、
   エッジ補正量を算出し、前記画像データを前記エッジ補正量に基づいて補正画像データに変換する補正値算出部と、
   前記補正画像データにエッジ処理用の擬似中間調処理を施す第二階調処理部と、を備え、
   前記エッジ検出部での検出結果に基づいて、非エッジ部には前記第一階調処理部での処理結果を、エッジ部には前記第二階調処理部での処理結果を適用することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記エッジ検出部および前記補正値算出部へ入力される前記画像データに、該画像データの属性情報に応じたＬＵＴ変換処理を施して、該ＬＵＴ変換処理後の画像データを前記エッジ検出部および前記補正値算出部へ出力するＬＵＴ変換部を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記ＬＵＴ変換部は、当該画像処理装置で適用可能な階調処理パラメータ数のＬＵＴ変換テーブルを有することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記補正値算出部は、該補正値算出部に入力される前記画像データに基づいて前記エッジ補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記補正値算出部は、該補正値算出部に入力される前記画像データの属性情報に基づいて前記エッジ補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
6. 入力される画像データに擬似中間調処理を施す第一階調処理と、
   前記画像データのエッジ部を検出するエッジ検出処理と、
   エッジ補正量を算出し、前記画像データを前記エッジ補正量に基づいて補正画像データに変換する補正値算出処理と、
   前記補正画像データにエッジ処理用の擬似中間調処理を施す第二階調処理と、
   前記エッジ検出処理での検出結果に基づいて、非エッジ部には前記第一階調処理での処理結果を、エッジ部には前記第二階調処理での処理結果を適用する出力選択処理と、を行うようにしたことを特徴とする画像処理方法。
7. 入力される画像データに擬似中間調処理を施す第一階調処理と、
   前記画像データのエッジ部を検出するエッジ検出処理と、
   エッジ補正量を算出し、前記画像データを前記エッジ補正量に基づいて補正画像データに変換する補正値算出処理と、
   前記補正画像データにエッジ処理用の擬似中間調処理を施す第二階調処理と、
   前記エッジ検出処理での検出結果に基づいて、非エッジ部には前記第一階調処理での処理結果を、エッジ部には前記第二階調処理での処理結果を適用する出力選択処理と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
8. 請求項１から５までのいずれかに記載の画像処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置。